LUẬN VĂN - NGHIÊN CỨU BỘ ĐIỀU KHIỂN PID KIỂM SOÁT VI KHÍ HẬU TRONG NHÀ KÍNH (FULL)
7 thg 11, 2018 | 17:37

LUẬN VĂN - NGHIÊN CỨU BỘ ĐIỀU KHIỂN PID KIỂM SOÁT VI KHÍ HẬU TRONG NHÀ KÍNH (FULL)


Mục tiêu của nghiên cứu là áp dụng giải thuật PID trong điều khiển tự động nhiệt độ, ẩm độ, cường độ chiếu sáng cho cây trồng. Đồng thời đánh giá tác động của các giải pháp làm mát, bức xạ mặt trời đến khí hậu bên trong nhà kính. Kết quả thực nghiệm cho thấy dưới tác dụng của hệ thống điều khiển, tiểu khí hậu trong nhà kính hoàn toàn thích hợp cho hầu hết cây trồng xứ nhiệt đới và một số loại rau ôn đới.


NỘI DUNG:

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT – KÝ HIỆU  x
DANH MỤC CÁC BẢNG  xi
DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ - ĐỒ THỊ - SƠ ĐỒ - HÌNH ẢNH  xii
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN  1
1.1 Đặt vấn đề  1
1.2 Tính cấp thiết của đề tài  2
1.3 Giả thuyết nghiên cứu  2
1.4 Giả thiết  2
1.5 Mục tiêu của đề tài  2
1.6 Nội dung nghiên cứu  3
1.7 Phương pháp nghiên cứu  3
1.8 Ý nghĩa khoa học  3
1.9 Khách thể nghiên cứu  3
1.10 Đối tượng nghiên cứu  3
1.11 Phạm vi nghiên cứu  3
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT  4
2.1 Nhà kính – GreenHouse  4
2.1.1 Giới thiệu  4
2.1.2 Phân loại nhà kính  5
2.1.3 Cấu trúc của các kiểu nhà trồng cây điển hình  6
2.1.4 Yêu cầu tiểu khí hậu trong nhà kính  8
2.1.4.1 Nhiệt độ  9
2.1.4.2 Ẩm độ  14
2.1.4.3 Ánh sáng  14
2.1.4.4 Thông thoáng  15
2.2. Điều khiển tự động cho nhà trồng cây  19
2.3 Giải thuật PID [33][35]  21
2.3.1 Tổng quan giải thuật PID  21
2.3.2 Các phương pháp xác định tham số bộ điều khiển PID  22
2.3.2.1 Phương pháp Ziegler-Nichols  22
2.3.2.2 Phương pháp Chien-Hrones-Reswick  24
2.3.2.3 Phương pháp tối ưu modul  26
2.3.3 Số hóa bộ điều khiển PID  28
2.4 Cơ sở của thiết kế hệ thống điều khiển trong đề tài  30
Chương 3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KỸ THUẬT  .......................  31
3.1 Thiết kế kỹ thuật các cơ cấu chấp hành của hệ thống  31
3.1.1 Hệ thống thông khí  31
3.1.2 Hệ thống che nắng  32
3.1.3 Hệ thống phun sương  35
3.1.4 Hệ thống làm mát bằng cooling pad  39
3.1.5 Hệ thống quạt thông khí cưỡng bức  43
3.2 Thiết kế kỹ thuật các cảm biến thu nhận dữ liệu  44
3.2.1 Cảm biến nhiệt độ (Temperature Sensor)  44
3.2.2 Cảm biến ẩm độ (Humidity Sensor)  47
3.2.3 Cảm biến ánh sáng (Ambient Light Sensor)  51
3.3 Thiết kế kỹ thuật khối điều khiển  53
3.3.1 Điều khiển nhiệt độ nhà kính  55
3.3.2 Điều khiển ẩm độ nhà kính  57
3.3.3 Giải thuật điều khiển nhiệt độ, ẩm độ, cường độ chiếu sáng theo PID  59
3.4 Lưu đồ giải thuật điều khiển vi khí hậu trong nhà kính  60
3.5 Thiết kế kỹ thuật mạch điện tử xử lý trung tâm - ECU  63
3.5.1 Sơ đồ nguyên lý mạch xử lý trung tâm:  63
3.5.2 Mạch giao tiếp ngõ vào  65
3.5.3 Mạch giao tiếp ngõ ra  67
Chương 4. CHẾ TẠO  ............................................  70
4.1 Các cơ cấu chấp hành  70
4.1.1 Hệ thống đóng mở lưới che nắng  70
4.1.2 Hệ thống phun sương  71
4.1.3 Hệ thống làm mát bằng cooling pad  71
4.1.4 Hệ thống đóng mở cửa thông khí  73
4.2 Hệ thống điều khiển trung tâm  73
4.3 Giao diện điều khiển  74
Chương 5. THỰC NGHIỆM  ..........................................  76
5.1 Tổ chức thực nghiệm  76
5.1.1 Đối tượng thực nghiệm  76
5.1.2 Phương pháp thực nghiệm  76
5.1.3 Phương pháp ghi dữ liệu thực nghiệm  77
5.2. Kết quả thực nghiệm  79
5.2.1 Chất lượng của hệ thống điều khiển  79
5.2.2 Tiểu khí hậu trong nhà kính dưới tác dụng của điều khiển  84
5.2.2.1 Nhiệt độ  84
5.2.2.2 Ẩm độ  86
5.3 Nhận xét  87
Chương 6. KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ  ....................................  90
6.1 Kết luận  90
6.2 Kiến nghị  91
TÀI LIỆU THAM KHẢO  ............................................................  a
PHỤ LỤC  ..................................................................................  c
Phụ lục 1: Kết quả khảo nghiệm ngày 19/11/2014  c
Phụ lục 2: Một số kết quả khảo nghiệm từ ngày 12/10 đến ngày 25/11/2014  d

LINK DOWNLOAD


Mục tiêu của nghiên cứu là áp dụng giải thuật PID trong điều khiển tự động nhiệt độ, ẩm độ, cường độ chiếu sáng cho cây trồng. Đồng thời đánh giá tác động của các giải pháp làm mát, bức xạ mặt trời đến khí hậu bên trong nhà kính. Kết quả thực nghiệm cho thấy dưới tác dụng của hệ thống điều khiển, tiểu khí hậu trong nhà kính hoàn toàn thích hợp cho hầu hết cây trồng xứ nhiệt đới và một số loại rau ôn đới.


NỘI DUNG:

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT – KÝ HIỆU  x
DANH MỤC CÁC BẢNG  xi
DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ - ĐỒ THỊ - SƠ ĐỒ - HÌNH ẢNH  xii
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN  1
1.1 Đặt vấn đề  1
1.2 Tính cấp thiết của đề tài  2
1.3 Giả thuyết nghiên cứu  2
1.4 Giả thiết  2
1.5 Mục tiêu của đề tài  2
1.6 Nội dung nghiên cứu  3
1.7 Phương pháp nghiên cứu  3
1.8 Ý nghĩa khoa học  3
1.9 Khách thể nghiên cứu  3
1.10 Đối tượng nghiên cứu  3
1.11 Phạm vi nghiên cứu  3
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT  4
2.1 Nhà kính – GreenHouse  4
2.1.1 Giới thiệu  4
2.1.2 Phân loại nhà kính  5
2.1.3 Cấu trúc của các kiểu nhà trồng cây điển hình  6
2.1.4 Yêu cầu tiểu khí hậu trong nhà kính  8
2.1.4.1 Nhiệt độ  9
2.1.4.2 Ẩm độ  14
2.1.4.3 Ánh sáng  14
2.1.4.4 Thông thoáng  15
2.2. Điều khiển tự động cho nhà trồng cây  19
2.3 Giải thuật PID [33][35]  21
2.3.1 Tổng quan giải thuật PID  21
2.3.2 Các phương pháp xác định tham số bộ điều khiển PID  22
2.3.2.1 Phương pháp Ziegler-Nichols  22
2.3.2.2 Phương pháp Chien-Hrones-Reswick  24
2.3.2.3 Phương pháp tối ưu modul  26
2.3.3 Số hóa bộ điều khiển PID  28
2.4 Cơ sở của thiết kế hệ thống điều khiển trong đề tài  30
Chương 3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KỸ THUẬT  .......................  31
3.1 Thiết kế kỹ thuật các cơ cấu chấp hành của hệ thống  31
3.1.1 Hệ thống thông khí  31
3.1.2 Hệ thống che nắng  32
3.1.3 Hệ thống phun sương  35
3.1.4 Hệ thống làm mát bằng cooling pad  39
3.1.5 Hệ thống quạt thông khí cưỡng bức  43
3.2 Thiết kế kỹ thuật các cảm biến thu nhận dữ liệu  44
3.2.1 Cảm biến nhiệt độ (Temperature Sensor)  44
3.2.2 Cảm biến ẩm độ (Humidity Sensor)  47
3.2.3 Cảm biến ánh sáng (Ambient Light Sensor)  51
3.3 Thiết kế kỹ thuật khối điều khiển  53
3.3.1 Điều khiển nhiệt độ nhà kính  55
3.3.2 Điều khiển ẩm độ nhà kính  57
3.3.3 Giải thuật điều khiển nhiệt độ, ẩm độ, cường độ chiếu sáng theo PID  59
3.4 Lưu đồ giải thuật điều khiển vi khí hậu trong nhà kính  60
3.5 Thiết kế kỹ thuật mạch điện tử xử lý trung tâm - ECU  63
3.5.1 Sơ đồ nguyên lý mạch xử lý trung tâm:  63
3.5.2 Mạch giao tiếp ngõ vào  65
3.5.3 Mạch giao tiếp ngõ ra  67
Chương 4. CHẾ TẠO  ............................................  70
4.1 Các cơ cấu chấp hành  70
4.1.1 Hệ thống đóng mở lưới che nắng  70
4.1.2 Hệ thống phun sương  71
4.1.3 Hệ thống làm mát bằng cooling pad  71
4.1.4 Hệ thống đóng mở cửa thông khí  73
4.2 Hệ thống điều khiển trung tâm  73
4.3 Giao diện điều khiển  74
Chương 5. THỰC NGHIỆM  ..........................................  76
5.1 Tổ chức thực nghiệm  76
5.1.1 Đối tượng thực nghiệm  76
5.1.2 Phương pháp thực nghiệm  76
5.1.3 Phương pháp ghi dữ liệu thực nghiệm  77
5.2. Kết quả thực nghiệm  79
5.2.1 Chất lượng của hệ thống điều khiển  79
5.2.2 Tiểu khí hậu trong nhà kính dưới tác dụng của điều khiển  84
5.2.2.1 Nhiệt độ  84
5.2.2.2 Ẩm độ  86
5.3 Nhận xét  87
Chương 6. KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ  ....................................  90
6.1 Kết luận  90
6.2 Kiến nghị  91
TÀI LIỆU THAM KHẢO  ............................................................  a
PHỤ LỤC  ..................................................................................  c
Phụ lục 1: Kết quả khảo nghiệm ngày 19/11/2014  c
Phụ lục 2: Một số kết quả khảo nghiệm từ ngày 12/10 đến ngày 25/11/2014  d

LINK DOWNLOAD

M_tả
M_tả

Chuyên mục:

Không có nhận xét nào: